• 互斥锁、定时器和网络 IO 使用相同的机制

• 如果一个 goroutine 在系统调用中被阻塞，那么情况就不同了，因为我们不知道内核空间发生了什么。 通道是在用户空间中创建的，因此我们可以完全控制它们，但在系统调用的情况下，我们没法控制它们。

• 阻塞系统调用不仅会阻塞 goroutine 还会阻塞内核线程。

• 假设一个 goroutine 被安排在一个内核线程上的系统调用，当一个内核线程完成执行时，它将唤醒另一个内核线程（线程重用），该线程将拾取另一个 goroutine 并开始执行它。 这是一个理想的场景，但在实际情况下，我们不知道系统调用将花费多少时间，因此我们不能依赖内核线程来唤醒另一个线程，我们需要一些代码级逻辑来决定何时 在系统调用的情况下唤醒另一个线程。 这个逻辑在 golang 中实现为 runtime·entersyscall()和 runtime·exitsyscall()。 这意味着内核线程的数量可以超过核心的数量。

• 当对内核进行系统调用时，它有两个关键点，一个是进入时机，另一个是退出时机。

  

  1. M1，M2试着从全局队列拿G
  2. M1获取锁并拿到G1，然后释放锁
  3. M2获取锁并拿到G2，然后释放锁
  4. M2阻塞在系统调用，没有可用的内核线程，所以go调度器创建一个新的线程M3
  5. M3获取锁并拿到G3，然后释放锁
  6. 此时M2结束阻塞状态，重新把G2放到全局队列（G2由阻塞变为可执行状态）。M2虽然是空闲状态，但是go调度器不会销毁它，而是自旋发现新的可执行的goroutine。
  7. G1，G3执行结束
  8. M1，M3重复步骤1-3

操作系统可以支持多少内核线程？

在 Linux 内核中，此参数在文件 /proc/sys/kernel/threads-max 中定义，该文件用于特定内核。

sh:~$ cat /proc/sys/kernel/threads-max 94751
这里输出94751表示内核最多可以执行94751个线程

每个 Go 程序可以支持多少个 goroutine？

调度中没有内置对 goroutine 数量的限制。

每个 GO程序 可以支持多少个内核线程？

默认情况下，运行时将每个程序限制为最多 10,000 个线程。可以通过调用 runtime/debug 包中的 SetMaxThreads 函数来更改此值。

总结：

1. 内核线程数可以多于内核数
2. 轻量级 goroutine
3. 处理 IO 和系统调用
4. goroutine并行执行
5. 不可扩展（所有内核级线程都尝试使用互斥锁访问全局运行队列。因此，由于竞争，这不容易扩展）

5、M:N 线程分布式运行队列调度器

为了解决每个线程同时尝试访问互斥锁的可扩展问题，维护每个线程的本地运行队列

• 每个线程状态（本地运行队列）
• 仍然有一个全局运行队列
  

1. M1，M2，M3，M4扫描本地可运行队列
2. M1，M2，M3，M4从各自的本地队列取出G4，G6，G1，G3

从上面的动图可以看到：

• 从本地队列拿G是不需要加锁的
• 可运行 goroutine 的全局队列需要锁

结论：

1. 轻量级 goroutine
2. 处理 IO 和 SystemCalls
3. goroutine 并行执行
4. 可扩展
5. 高效

如果线程数大于内核数，那么会有什么问题呢？

在分布式运行队列调度中，我们知道每个线程都有自己的本地运行队列，其中包含有关接下来将执行哪个 goroutine 的信息。 同样由于系统调用，线程数会增加，并且大多数时候它们的本地运行队列是空的。 因此，如果线程数大于核心数，则每个线程必须扫描所有线程本地运行队列，并且大部分时间它们是空的，所以如果线程过多，这个过程是耗时的并且解决方案 效率不高，因此我们需要将线程扫描限制为使用 M:P:N 线程模型求解的常数。

6、M:P: N 线程

• P 代表处理器，它是运行 go 代码所需的资源。 处理器结构详细信息 https://github.com/golang/go/blob/63e129ba1c458db23f0752d106ed088a2cf38360/src/runtime/runtime2.go#L601
• M 代表工作线程或机器。 机器线程结构详细信息 https://github.com/golang/go/blob/63e129ba1c458db23f0752d106ed088a2cf38360/src/runtime/runtime2.go#L519
• G 代表 goroutine。 Goroutine 结构细节 https://github.com/golang/go/blob/63e129ba1c458db23f0752d106ed088a2cf38360/src/runtime/runtime2.go#L407
• 通常，P的数量与逻辑处理器的数量相同
• 逻辑处理器与物理处理器不同（比如我的mac逻辑处理器是8，无力处理器是4）
• 在启动main goroutine之前创建P

如何检查逻辑处理器的数量？

package main

 import (  
     "fmt"
     "runtime"
 )

 func main() {
     fmt.Println(runtime.NumCPU())
 }

分布式 M:P:N 调度例子

1. M1，M2各自扫描P1，P2的队列
2. M1，M2从各自的P1，P2中取出G3，G1执行

在系统调用期间执行P的切换

1. M1，M2各自扫描P1，P2的队列
2. M1，M2从各自的P1，P2中取出G3，G1执行
3. G1即将进入系统调用，所以在这之前G1会唤醒另一个线程M3，并将P2切换到M3
4. M3扫描P2并取出G2运行
5. 一旦G1变为非阻塞，它将被推送到全局队列等待运行

在work-stealing期间，只需要扫描固定数量的队列，因为逻辑处理器的数量是有限的。

如何选择下一个要运行的 goroutine ？

Go 调度器 将按以下顺序检查以选择下一个要执行的 goroutine